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Title:
BEAM-LIKE CROSSHEAD FOR A VALVE TRAIN OF A HEAVY DUTY INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/200357
Kind Code:
A1
Abstract:
A beam-like crosshead (1) for a valve train of a heavy duty internal combustion engine is proposed for the transmission of a cam lift to two identically acting gas exchange valves, which crosshead (1) has two side walls (3) which are connected by way of a transverse wall (2), and firstly, on an upper side (4) of the transverse wall (2) at its longitudinal centre, a contact surface (5) for a lever-like cam follower, and secondly, on an underside (6) of the transverse wall (2) at each of its longitudinal ends (7), a valve contact surface (8), wherein the crosshead (1) is a reversed bowl-like hollow body which is produced from steel sheet using stamping/bending technology, and, from the transverse wall (2) thereof, firstly the side walls (3) and secondly, transversely at each longitudinal end (7), end walls (9) hang in a finger-like manner, which end walls (9) have a course which is planar or is bulged in a half ring-like manner, and wherein there are cut edges (10) between the side and end walls (3, 9), starting from the transverse wall (2), as cut-outs (11).

Inventors:
WITTER OLIVER (DE)
LANG DAVID (DE)
Application Number:
PCT/DE2020/100173
Publication Date:
October 08, 2020
Filing Date:
March 10, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F01L1/26; F01L1/12; F01L1/18
Foreign References:
ITUA20163586A12017-10-29
JP2001152816A2001-06-05
US3963004A1976-06-15
DE102010011455A12011-09-15
DE102015211124A12016-12-22
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Claims:
Patentansprüche

1. Balkenartige Brücke (1 ) für einen Ventiltrieb einer Heavy-Duty- Brennkraftmaschine zur Übertragung eines Nockenhubes auf zwei gleichwir kende Gaswechselventile, welche Brücke (1 ) zwei durch eine Querwand (2) verbundene Seitenwände (3) hat sowie einerseits, an einer Oberseite (4) der Querwand (2) bei ihrer Längsmitte, eine Kontaktfläche (5) für einen hebelarti gen Nockenfolger oder einen Hubnocken und andererseits, an einer Unterseite (6) der Querwand (2), bei jedem ihrer Längsenden (7), eine Ventil kontaktfläche (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (1 ) ein stanz- biegetechnisch aus Stahlblech hergestellter, umgekehrt napfartiger Hohlkörper ist, von deren Querwand (2) zum einen die Seitenwände (3) und zum anderen, quer bei jedem Längsende (7), Endwände (9) fingerartig abhängen, welchen Endwänden (9) entweder ein planer oder ein halbringähnlich ausgewölbter Ver lauf immanent ist und wobei Schnittkanten (10) zwischen den Seiten- und Endwänden (3, 9), ausgehend von der Querwand (2), als Aussparungen (11 ) vorliegen.

2. Brücke nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (1 ) eine Wandstärke von 2 - 10 mm hat.

3. Brücke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (1 ), in Seitenansicht gesehen und ausgehend von beiden Längsenden (7), aus je einem Plateau (12) an der Querwand (2) besteht, an dessen jeweiliger Un terseite (6) die Ventilkontaktfläche (8) liegt, wobei die Plateaus (12) in Richtung zur Längsmitte in je einem dachartig ansteigenden Abschnitt (13) fortlaufen, welche Abschnitte (13) vor der Längsmitte enden und über ein die Kontaktflä che (5) an der Oberseite (4) aufweisendes Flachstück (14) verbunden sind.

4. Brücke nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (5) an der Oberseite (4) und die Ventilkontaktflächen (8) an der Unterseite (6), oder zumindest eine der Flächen (5, 8), Nachprägungen (15) sind. 5. Brücke nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein der Querwand (4) abgewandter freier Rand (16) der Seitenwände (3) entweder eine Planflä che oder im Bereich der Längsmitte mit einer Erhebung (17) versehen ist.

Description:
Balkenartiqe Brücke für einen Ventiltrieb einer Heavv-Dutv-Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine balkenartige Brücke für einen Ventiltrieb einer Heavy-Duty- Brennkraftmaschine zur Übertragung eines Nockenhubes auf zwei gleichwirkende Gaswechselventile, welche Brücke zwei durch eine Querwand verbundene Seiten wände hat sowie einerseits, an einer Oberseite der Querwand bei ihrer Längsmitte, eine Kontaktfläche für einen hebelartigen Nockenfolger oder einen Hubnocken und andererseits, an einer Unterseite der Querwand, bei jedem ihrer Längsenden, eine Ventilkontaktfläche aufweist.

Eine gattungsgemäße Brücke geht aus der DE 10 2010 01 1 455 A1 hervor. Diese ist als Massivteil in Guss- oder Schmiedetechnik ausgebildet.

Eine weitere Brücke, hier mit hydraulischen Spielausgleichselementen, offenbart die DE 10 2015 21 1 124 A1 .

Unter„Heavy-Duty-Brennkraftmaschine“ ist dabei eine Maschine zu verstehen, wie sie insbesondere zum Antrieb eines Lkw, Transporters, Leichttransporters, landwirtschaft lichen Arbeitsgeräts, Schiffs, Bergbau- oder Baustellengeräts etc. verwendet wird.

Aufgabe ist es, eine Brücke wie vorgenannt zu kreieren, die kostengünstig ist und leicht baut.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Brücke ein stanz- biegetechnisch aus Stahlblech hergestellter, umgekehrt napfartiger Hohlkörper ist, von deren Querwand zum einen die Seitenwände und zum anderen, quer bei jedem Längsende, Endwände fingerartig abhängen, welchen Endwänden entweder ein pla ner oder ein halbringähnlich ausgewölbter Verlauf immanent ist und wobei Schnittkan ten zwischen den Seiten- und Endwänden, ausgehend von der Querwand, als Aus sparungen vorliegen. Somit liegt eine preiswert durch Stanzen und Biegen erzielbare Brücke, speziell für ei ne Applikation in einem Ventiltrieb einer Nutzkraftfahrzeug-Brennkraftmaschine oder einer anderen schwerbauenden Arbeitsmaschine, vor, der die erforderliche Steifigkeit immanent ist. Alternativ kann der hohle Brückenkörper auch fließgepresst oder präg fließgepresst sein.

Aufgrund der von den Seitenwänden separierten Endwände ist mit vergleichsweise wenig Spannungen im abgebogenen Material zu rechnen. Innenflächen der Endwän de dienen, gemeinsam mit angrenzenden Innenflächen der Seitenwände, als Ventil schaftführung. Durch Variation der Schnitthöhe zwischen den Seiten- und Endwänden können unterschiedlich voneinander beabstandete Biegekanten für die Endwände auf der Querwand erzielt werden, so dass die Brücke bei ansonsten gleichen Abmessun gen auf unterschiedliche Ventilabstände angepasst werden kann oder die Endwände eine andere Höhe als der Bereich der angrenzenden Seitenwände haben können.

Gemäß einer Fortbildung der Erfindung soll die Brücke eine Wandstärke im Bereich von 2 - 10 mm haben, wobei ein bevorzugter Bereich etwa zwischen 3 und 6 mm liegt und somit Dickblech verwendet ist.

Im Vergleich zu gegossenen oder geschmiedeten Varianten nach dem Stand der Technik fällt zudem die notwendige Nacharbeit der Kontaktfläche an der Oberseite und den Ventilkontaktflächen an der Unterseite weg oder verringert sich spürbar.

Die kaltumgeformte Brücke kann, wie gesagt, ohne weitere mechanische Nachbear beitung verbaut werden. Alternativ kann wenigstens eine ihrer im letzten Absatz ge nannten Funktionsflächen geprägt sein, so dass hier die Oberflächengüte verbessert ist und / oder eine dieser Flächen kann geringfügig ausgewölbt vorliegen, so dass im Einsatz Kantenträger oder dergleichen vermieden sind. Die erfindungsgemäß umgekehrt napfartige Struktur der Brücke, welche im Quer schnitt somit ein umgekehrtes U-Profil hat, verleiht dieser die notwendige Steifigkeit bei vergleichsweise geringem Materialeinsatz. Die nunmehr im Hinblick auf deren konkrete Verwendung vergleichsweise filigrane Brücke selbst, und dies ist auch ein wesentliches Merkmal der Erfindung, liegt ohne weitere Bauteile„frei“ auf den Ventil schäften im Verbau auf. Mit dem Zylinderkopf verbundene Traversen zu deren Füh rung oder Ähnliches sind nicht vorgesehen.

Nach einer Fortbildung der Erfindung können die Endwände der Brücke entweder halbringähnlich ausgeformt oder auch glattwandig-gerade sein.

Die„hohlbauende“ Brücke kann als einfacher Rechteck- oder Langlochnapf vorliegen, deren hochstehende Schnittkanten, zwischen den Seiten- und Endwänden, wie darge legt, offen-unverbunden sind. Auch kann die Brücke in ihrem Mittelabschnitt dachartig abgehoben sein, was ihr unter Umständen mehr Steifigkeit verleiht und / oder ein Tri but an die notwendigen zu überbrückenden Einbaubedingungen ist.

Eine vereinfachte Geometrie der Brücke liegt dann vor, wenn der„untere“, freie Rand der Seitenwände komplett plan ist. Dies erleichtert auch deren Handling und Trans port. Alternativ kann dieser Rand im Mittenbereich ausgewölbt sein, was zu mehr Sei tenwandhöhe und somit zu einer verbesserten Steifigkeit führt.

Zur Zeichnung:

Figur 1 zeigt eine räumliche Ansicht auf die Brücke von oben und

• Figur 2 zeigt die Brücke wie vorgenannt in Unteransicht.

Die Figuren offenbaren eine stanz-biegetechnisch aus dickwandigem Stahlblech (4 - 6 mm) hergestellte balkenartige Brücke 1 für einen Ventiltrieb einer Heavy-Duty- Brennkraftmaschine. Die Brücke 1 dient zur Übertragung eines Nockenhubes auf zwei darunter liegende, gleichwirkende Gaswechselventile.

Die umgekehrt napfartige, hohlbauende Brücke 1 hat zwei durch eine„obenliegende“ Querwand 2 verbundene Seitenwände 3. An einer Oberseite 4 der Querwand 2 liegt bei einer Längsmitte der Brücke 1 eine plane und nachgeprägte Kontaktfläche 5 für einen Kipphebel. An einer Unterseite 6 der Querwand 2, bei jedem ihrer Längsenden 7, hat die Brücke 1 eine nachgeprägte Ventilkontaktfläche 8.

Zu erkennen ist, dass von der Querwand 2 Endwände 9 fingerartig abhängen. Diese sind zu den Seitenwänden 3 separat ausgeführt, wobei im Bereich von„aufrechten“ Schnittkanten 10 zwischen den Seiten- und Endwänden 3, 9, ausgehend von der Querwand 2, Aussparungen 1 1 vorliegen. Die Endwände 9 haben einen in etwa pla nen Verlauf und können beim Darstellen der finalen Form der Brücke 1 separat zu den Seitenwänden 3 gebogen werden.

Am besten zeigt Figur 2, dass die Brücke 1 , in Seitenansicht gesehen und ausgehend von beiden Längsenden 7, aus je einem Plateau 12 an der Querwand 2 besteht, an dessen jeweiliger Unterseite 6 die Ventilkontaktfläche 8 liegt. In Richtung zur Längs mitte laufen die Plateaus 12 in je einem dachartig ansteigenden Abschnitt 13 fort, wel che Abschnitte 13 vor der Längsmitte enden und über ein die Kontaktfläche 5 an der Oberseite 4 aufweisendes Flachstück 14 verbunden sind.

Wie in Figur 1 schließlich gezeichnet, ist ein der Querwand 4 abgewandter freier Rand 16 der Seitenwände 3 im Bereich der Längsmitte mit einer steifigkeitserhöhenden Er hebung 17 versehen. Den Plateaus 12 gegenüberliegende Bereiche des Randes 16 hingegen sind plan und verlaufen in etwa parallel zu den Plateaus 12. Liste der Bezuqszahlen ) Brücke

) Querwand

) Seitenwand

) Oberseite

) Kontaktfläche

) Unterseite

) Längsende

) Ventilkontaktfläche

) Endwand

0)Schnittkante

1 )Aussparung

2)Plateau

3)Abschnitt

4)Flachstück

5)Nachprägung

6)Rand

7)Erhebung